3. Фосфорная кислота и её соли

Фосфорная (ортофосфорная) кислота $H_{3}P{O}_4$ представляет собой твёрдое прозрачное кристаллическое вещество. Она очень хорошо растворяется в воде (смешивается в любых соотношениях) и обычно применяется в виде растворов.

 

В водных растворах фосфорная кислота диссоциирует ступенчато:

 

$H_{3}P{O}_4\rightleftarrows H^{+}+H_{2}P{O}_4^{-}$,

 

$H_{2}P{O}_4^{-}\rightleftarrows H^{+}+\mathit{HP}{O}_4^{2-}$,

 

$\mathit{HP}{O}_4^{2-}\rightleftarrows H^{+}+P{O}_4^{3-}$.

 

Диссоциация на каждой следующей ступени протекает слабее, чем на предыдущей. Полностью на ионы фосфорная кислота не распадается и относится к кислотам средней силы. Она менее активна в химических реакциях по сравнению с серной, азотной, соляной кислотами.

 

Фосфорная кислота вступает в реакции:

${\mathit{2H}}_{3}P{O}_4+\mathit{3Ca}={\mathit{Ca}}_3{(P{O}_4)}_2+{\mathit{3H}}_2\uparrow$;

${\mathit{2H}}_{3}P{O}_4+\mathit{3}{K}_{2}O={\mathit{2K}}_{3}P{O}_4+{\mathit{3H}}_{2}O$;

$H_{3}P{O}_4+\mathit{3NaOH}={\mathit{Na}}_{3}P{O}_4+{\mathit{3H}}_{2}O$;

${\mathit{2H}}_{3}P{O}_4+\mathit{3CaC}{O}_3={\mathit{Ca}}_3{(P{O}_4)}_2+{\mathit{3H}}_{2}O+\mathit{3C}{O}_2\uparrow$;

$H_{3}P{O}_4+\mathit{3N}{H}_3={(N{H}_4)}_{3}P{O}_4$.

 

В реакциях могут образовываться не только средние соли фосфаты с кислотным остатком $P{O}_4^{3-}$, но и кислые: гидрофосфаты ($\mathit{HP}{O}_4^{2-}$) и дигидрофосфаты ($H_{2}P{O}_4^{-}$). В названиях кислых солей приставка гидро- обозначает атом водорода, а дигидро- — два атома водорода. Состав соли зависит от мольных соотношений кислоты и реагирующего с ней вещества:

 

$H_{3}P{O}_4+\mathit{2NaOH}={\mathit{Na}}_2\mathit{HP}{O}_4+{\mathit{2H}}_{2}O$,

 

$H_{3}P{O}_4+\mathit{NaOH}={\mathit{NaH}}_{2}P{O}_4+H_{2}O$,

 

$H_{3}P{O}_4+\mathit{2N}{H}_3={(N{H}_4)}_2\mathit{HP}{O}_4$,

 

$H_{3}P{O}_4+N{H}_3={N{H}_{4}H}_{2}P{O}_4$.

Средние соли фосфорной кислоты фосфаты (например, ${\mathit{Ca}}_3{(P{O}_4)}_2$) нерастворимы в воде, кроме фосфатов щелочных металлов. Характерную жёлтую окраску имеет фосфат серебра. Это свойство используется для качественного определения растворимых фосфатов. При добавлении к ним раствора нитрата серебра выпадает жёлтый осадок, растворимый в азотной кислоте:

 

${\mathit{3Ag}}^{+}+{\mathit{PO}}_4^{3-}={\mathit{Ag}}_3{\mathit{PO}}_4\downarrow$.

 

 

Большинство дигидрофосфатов ($\mathit{Ca}{H}_{2}P{O}_4$ и др.) растворяется в воде хорошо. Гидрофосфаты ($\mathit{Ca}{(\mathit{HP}{O}_4)}_2$ и др.) растворяются лучше, чем фосфаты, но хуже по сравнению с дигидрофосфатами.

Фосфорная кислота используется:

Соли фосфорной кислоты применяются в качестве минеральных удобрений.